GPS 定位技術(shù)在農(nóng)場信息化中地運用

GPS定位技術(shù)在農(nóng)場信息化中的運用關(guān)于農(nóng)場信息化概況目前,國外一些大型農(nóng)場已經(jīng)開始建立和使用農(nóng)場辦公室計算機與移動作業(yè)機械之間的無線通信管理信息系統(tǒng),農(nóng)場調(diào)度中心與農(nóng)機操作者通過無線通信數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行實時通信。由于技術(shù)和資金的限制,我國大多數(shù)農(nóng)場是由農(nóng)場調(diào)度中心將調(diào)度任務(wù)人工分派給不同農(nóng)機,生產(chǎn)過程中農(nóng)機與調(diào)度中心之間只能通過電話聯(lián)系。這種調(diào)度方式不能及時了解農(nóng)機生產(chǎn)情況,降低了農(nóng)機的運作效率,且增加了管理成本,農(nóng)忙時節(jié)尤為突出。為此,筆者提出采用農(nóng)場短信中心的農(nóng)場農(nóng)機調(diào)度方式,將原來分散的人工調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)榧械慕y(tǒng)一實時調(diào)度。由農(nóng)場調(diào)度中心通過短信中心把最新的調(diào)度指令發(fā)送給在“線”農(nóng)機,實現(xiàn)異地實時調(diào)度。這樣,不僅有利于農(nóng)機的合理調(diào)度和管理,而且可以降低各環(huán)節(jié)的成本。農(nóng)場短信中心工作模式及通信方式農(nóng)場短信中心建立在農(nóng)場場部,通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(digitaldatanetwork,DDN)專線與短消息網(wǎng)關(guān)(ISMG)相連,ISMG與中國移動的短信服務(wù)中心(shortmessageservicecenter,SMSC)相連。短信下行時,首先由農(nóng)場短信中心將短信經(jīng)過DDN專線發(fā)送至ISMG,然后由ISMG發(fā)送給中國移動SM2SC,最后由中國移動SMSC發(fā)送到帶有GPS車載單元的農(nóng)機上。短信上行時,首先由GPS車載單元將短信發(fā)送至中國移動SMSC,然后由中國移動SM2SC轉(zhuǎn)發(fā)給ISMG,最后經(jīng)過DDN專線到達(dá)農(nóng)場短信中心。農(nóng)場短信中心實現(xiàn)與GPS車載單元和中國移動ISMG的通信,以及與GIS各部分的接口,同時將這幾部分有機地結(jié)合起來。與農(nóng)場短信中心相連的各模塊結(jié)構(gòu)見圖1[1]。GPS農(nóng)場的通訊技術(shù)農(nóng)場短信中心采用“點到中心”的短信服務(wù)模式,這種模式的優(yōu)點是數(shù)據(jù)處理能力強,時延小,適用于多臺車輛的農(nóng)場。農(nóng)場短信中心與ISMG之間采用CMPP協(xié)議進(jìn)行通信,CMPP協(xié)議以TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)作為底部通信承載層。農(nóng)場短信中心與ISMG之間進(jìn)行信息交互時,可以采用長連接方式,也可以采用短連接方式。長連接方式在一個TCP連接上可以連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)包,并且在TCP連接保持期間,如果沒有數(shù)據(jù)包發(fā)送,則需要雙方發(fā)送鏈路檢測包以維持此連接。短連接方式當(dāng)通信雙方有數(shù)據(jù)交互時,就建立一個TCP連接,如果數(shù)據(jù)發(fā)送完成,則斷開此TCP連接;即每次TCP連接只完成一對CMPP消息的發(fā)送。GPS農(nóng)場短信中心操作概述a、GPS車載單元發(fā)出數(shù)據(jù)請求,被源ISMG接收;b、源ISMG對接收到的信息返回響應(yīng);c、源ISMG在本地查詢不到要連接的農(nóng)場短信中心,向匯接網(wǎng)關(guān)(gatewaynameserver,GNS)發(fā)送路由請求信息;d、GNS將路由信息返回;e、源ISMG根據(jù)路由信息將請求轉(zhuǎn)給目的IS2MG;f、目的ISMG對接收到的信息返回響應(yīng);g、目的ISMG將請求信息送至農(nóng)場短信中心;h、農(nóng)場短信中心返回響應(yīng)。步驟c到h均使用CMPP2.0協(xié)議。在隨后的操作中,目的ISMG在接收到農(nóng)場短信中心的響應(yīng)后,將產(chǎn)生的狀態(tài)報告發(fā)給源ISMG。GPS農(nóng)場典型業(yè)務(wù)操作流程:a、農(nóng)場短信中心發(fā)出數(shù)據(jù)請求,被源ISMG接收;b、源ISMG對接收到的信息返回響應(yīng);c、源ISMG在本地數(shù)據(jù)庫中找不到目的GPS車載單元號段所對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)代碼,向GNS發(fā)送路由請求信息;d、GNS將路由信息返回;e、源ISMG根據(jù)路由信息將請求轉(zhuǎn)給目的IS2MG;f、目的ISMG對接收到的信息返回響應(yīng);g、目的ISMG將請求信息發(fā)送至中國移動SMSC;h、中國移動SMSC向目的ISMG返回響應(yīng)。步驟a到f均使用CMPP2.0協(xié)議。在隨后的操作中,中國移動SMSC通過NO.7號信令網(wǎng)向移動用戶發(fā)送信息,移動用戶收到后將狀態(tài)報告(delivery-receipt)發(fā)給中國移動SMSC,中國移動SMSC再按照操作流程將狀態(tài)報告發(fā)給農(nóng)場短信中心。GPS農(nóng)場信息中心設(shè)計原則農(nóng)場短信中心設(shè)計原則[3]

1)GPS短信格式接口模塊與CMPP通信代理接口模塊之間使用消息隊列進(jìn)行通信,對消息隊列的管理和參數(shù)的設(shè)置(如對同一隊列操作的互斥、隊列個數(shù)的設(shè)置等)都使用統(tǒng)一隊列內(nèi)核類接口,以方便GPS短信格式接口模塊對消息隊列的使用。另外,通過消息隊列通信,也可以為今后增加的其他業(yè)務(wù)提供良好的擴展性。

2)農(nóng)場短信中心數(shù)據(jù)庫龐大,采用多線程處理技術(shù)及并行計算和共享內(nèi)存技術(shù)以提高系統(tǒng)運行效率和資源利用率。

GPS農(nóng)場設(shè)計要點為解決目前我國農(nóng)場人工農(nóng)機調(diào)度方式調(diào)度效率低、不及時等問題,設(shè)計并實現(xiàn)了基于GPS和GSM的農(nóng)場短信中心。該農(nóng)場短信中心集成了GPS的定位功能和GSM的通信功能,將GPS與農(nóng)場調(diào)度中心聯(lián)系起來,可以根據(jù)農(nóng)機生產(chǎn)實際情況對農(nóng)機進(jìn)行合理調(diào)度。該農(nóng)場短信中心基于中國移動的CMPP2.0協(xié)議,采用多線程處理技術(shù)和模塊化設(shè)計方法,使用Java語言開發(fā)完成。試